RISCV32 的應用將集中于嵌入式和 IoT,在這個領域,未來 RISC-V 和 ARM 將同行競爭,甚至于融合發(fā)展。筆者希望能通過一些故事,帶來 RISCV32 發(fā)展路徑的一點點啟示。
關于 MCU 市場
根據(jù) 2018 年的 IHS Markit 統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,Arm Cortex 內(nèi)核的 MCU 市場份額基本上被國外企業(yè)所占據(jù),國內(nèi)只有兆易創(chuàng)新市場占比達到了 9.4%,其他國內(nèi)廠商市場占比相對很小。此外,ST 和 NXP 兩家國外企業(yè)在國內(nèi)市場占比超過了 72%。在國內(nèi)眾多家 MCU 企業(yè)中,能夠提供 32 位通用 MCU 產(chǎn)品的廠商主要包括兆易創(chuàng)新、東軟載波、芯??萍?、靈動微電子、北京君正、晟矽微電、貝特萊、復旦微、華大半導體、航順等芯片企業(yè)。
MCU 市場本身是一個高度碎片化市場,應用場景極其豐富多樣,許多應用甚至于原廠完全搞不清楚。以兆易創(chuàng)新為例,GD32 系列擁有 320 余款產(chǎn)品型號、22 個產(chǎn)品系列、11 種不同封裝類型,客戶數(shù)量超過 1 萬家。而 ST、NXP 等國際知名企業(yè)的型號則更多。
小清新的故事是全志科技集團旗下的芯之聯(lián)科技在 2017 年推出的無線 MCU(XR871),在 2018 年爆發(fā)的單一兒童故事機市場取得了不俗的成績,2019 年的月均出貨量可能達到 3KK。
總體看來,這個市場目前幾乎被 ARM Cortex-M 系列覆蓋,那么 RISCV32 的出路在哪里?下面我先分享一個關于國產(chǎn) 8 位 MCU 的崛起的故事。
關于 STC 的故事
我在很早前就認識姚永平(STC 南通國芯微電子 / 宏晶科技創(chuàng)始人),記憶比較深刻的是和他一起午餐,中間接了 N 個電話,不是談生意,而是解答一些工程師的技術問題。芯片 datasheet 上的技術支持就是他個人的手機號碼,公司的官網(wǎng)大家吐槽成芯片行業(yè)的泥石流圖片。
這段采訪記錄交代了一些背景(摘錄自互聯(lián)網(wǎng)):“我的創(chuàng)業(yè)也是逼出來的。1997 年我在南京做研發(fā),公司做不下去了,我被恩師林博士賣豬仔賣到深圳美商 Amlogic(晶晨半導體),用 8032CPU 和 DSP 做 VCD,再后來幫 Zoran 做全球第一款超級 VCD。再后 Zoran 進中國把我們挖了成立他們的研發(fā)團隊。再后來無處安身的我后來只好自己出來創(chuàng)業(yè)用 8032CPU 做單片機?!?/p>
當時的單片機市場幾乎被 Winbond、Atmel、SST 等幾家知名企業(yè)占據(jù),在這個背景下,一家初創(chuàng)的 8051 中國公司居然創(chuàng)造了當時的奇跡,據(jù)說一度占領了全球市場的 80%以上。然而,在 2000 年前后,8051 的通用芯片設計并不是一件難事。究其成功的一些原因大致如下:
1. 微創(chuàng)新:內(nèi)核速度的提升(單 Clock 指令周期,傳統(tǒng)單片機是 8 個 Clock 一個指令周期),以及進行了一些集成式的微創(chuàng)新,例如自帶內(nèi)部復位,內(nèi)部 RC 震蕩器時鐘,高速 SPI,ADC。
2. 抓住了片上 Flash 的發(fā)展機遇,同時 ISP(In-System Programming)讓開發(fā)者從開發(fā)、燒錄到批量變得簡單。
3. 抗干擾性莫名其妙地強(自述),在各種環(huán)境下?lián)碛泻軓姷倪m應力。
4. 采用較好的制程,在成本上獲得了優(yōu)勢,這與一些知名企業(yè)在 8bit mcu 方向停止繼續(xù)的技術投入可能有關。
5. 自己設計沒有 License 和 Royalty,在傳統(tǒng)市場任何成本優(yōu)勢都是彌足珍貴的。
6. 號稱最強的加密技術,記得還搞過 20 萬懸賞破解。
7. 受益于 90 年代高校各專業(yè)開設 51 單片機課程,培養(yǎng)了大量單片機工程師,此時剛好畢業(yè)或走上工作崗位。同時免費贈送加低價消失了大量的 ISP 編程器和小開發(fā)板。
然而,STC 卻沒有能走得更遠,始終停留在這個產(chǎn)品層面。2012 年前后嵌入式單片機進入到了 32 位時代,在這個過程里 NXP,TI,ST 的發(fā)展策略和市場此起彼伏的故事,值得我們未來再次深入探討。
總體而言,我認為在低成本的通用 MCU 市場,微創(chuàng)新和成本控制顯得彌足珍貴;重視應用開發(fā)者的訴求,這對于 MCU 的應用市場開拓起到了非常重要的作用;而沒有生態(tài)的支持,一家公司也將會被鎖定在了它擅長的空間。
RISCV32 的幾點商業(yè)落地建議
1.32 位通用 MCU,是一個傳統(tǒng)的單調(diào)市場,對價格敏感性極高。
2. 短期而言,深挖行業(yè)市場需求:關注傳統(tǒng)家電巨頭的芯片定制設計化需求;關注智能硬件的創(chuàng)新趨勢,快速切入和迭代搶占未來市場;圍繞應用需求進行 SoC 的集成創(chuàng)新,使得用戶獲得 PCBA 級的綜合性成本優(yōu)勢和性能極致發(fā)揮。例如滿足物聯(lián)網(wǎng)應用的無線技術集成,新能源方向的電源管理技術集成等,以及馬達驅動等方向。
3. 長期而言,與生態(tài)協(xié)同發(fā)展。a. 關注物聯(lián)網(wǎng)端側智能的趨勢,與物聯(lián)網(wǎng)技術、傳感器技術、輕量級 AI 算法進行融合發(fā)展,這個方向將大有作為。b. 重視開發(fā)者、愛好者、學生的人才培養(yǎng),與院校進行合作。c. 硬件必須經(jīng)由軟件才能發(fā)揮出性能和應用想象力,要能充分發(fā)揮應用工程師的創(chuàng)造力必須建設一個開發(fā)者生態(tài)。開發(fā)板和開源硬件相關配套硬件是這個生態(tài)的基礎建設。
4. 單獨的 RISCV32 IP 授權生意機會不大,每家 SoC 設計公司自身都將會具備有 RISCV32 的研發(fā)能力。
5. 關注差異化和專業(yè)化方向:超低功耗,超小封裝,復雜工業(yè)環(huán)境,物聯(lián)網(wǎng)加密技術等。
RVBoards 即將發(fā)布“櫻桃”
RVBoards 與時擎科技深度合作,即將發(fā)布“Perf-A. 櫻桃”開源硬件。目標是為應用開發(fā)者提供一個軟硬件結合的嵌入式智能開源平臺,推動 RISC-V+AI 在物聯(lián)網(wǎng)端側和智能硬件領域的應用創(chuàng)新。